CN105227250B - 一种obu的微波性能测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OBU的微波性能测试装置和方法，属于OBU生产测试设备领域。该装置包括信号源(1)、第一频谱仪(2)、以及分别与信号源(1)和第一频谱仪(2)连接的信号控制单元(3)，信号控制单元(3)上设有与待测试OBU连接的端口，还包括功分器(4)和第一合路器(5)，功分器(4)的输入端与信号源(1)的信号输出端连接，第一合路器(5)的输出端与第一频谱仪(2)的信号输入端连接，功分器(4)的输出端和第一合路器(5)的输入端分别与第一辐射天线(6)相连接,第一辐射天线(6)与待测试OBU通过微波辐射连接。采用该装置和方法，能够大大提升OBU的微波性能的测试效率，降低测试成本。

Description

一种OBU的微波性能测试装置和方法

技术领域

本发明属于OBU生产测试设备领域，具体涉及一种OBU的微波性能测试装置和方法。

背景技术

OBU即电子收费系统ETC的车载单元，OBU产品在出厂时都要进行硬件和微波性能的测试，硬件测试比较的简单，主要是测试各功能模块的功能及电流消耗，需要一台PC+电流表(支持通讯功能)即可。而微波性能测试主要测试以下测试项：1、发射频率；2、发射功率；3、调制系数；4；唤醒灵敏度；5、接收灵敏度等，测试需要PC+信号源+频谱仪才能完成测试，而信号源、频谱仪设备又都是高价值设备，为满足一定的生产能力，往往需要购买数台该高价值的设备。

目前生产测试都是一台PC+信号源+频谱仪对应测试一台OBU，以上测试项基本采用顺序测试，一台设备测试完毕后更换设备进行测试，这样一台设备测试微波性能，测试需要约18秒(发射频率3S+发射功率3S+调制系数3S+唤醒6S+接收3S)的时间，这样一套设备一小时测试200台OBU，如果日产能要达到8K-10K，那么就需要5-7套测试设备，在设备达不到要求数量时，只能通过人员加班来完成任务。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种OBU的微波性能测试装置和方法，通过该装置和装置能够大大提升OBU微波性能的测试效率，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种OBU的微波性能测试装置，包括信号源、第一频谱仪、以及分别与信号源和第一频谱仪连接的信号控制单元，信号控制单元上设有与待测试OBU连接的端口，还包括功分器和第一合路器，功分器的输入端与信号源的信号输出端连接，第一合路器的输出端与第一频谱仪的信号输入端连接，功分器的输出端和第一合路器的输入端分别与第一辐射天线相连接,第一辐射天线与待测试OBU通过微波辐射连接。

进一步，如上所述的一种OBU的微波性能测试装置，所述第一合路器的个数为n个，与一个第一合路器连接的第一辐射天线与两个待测试OBU连接；其中，n≥1。

进一步，如上所述的一种OBU的微波性能测试装置，所述信号控制单元上的与待测试OBU连接的端口为串口。

进一步，如上所述的一种OBU的微波性能测试装置，所述信号控制单元包括信号控制器和用于显示测试结果的显示器。

进一步，如上所述的一种OBU的微波性能测试装置，还包括用于对功分器和第一合路器进行插损校准的插损校准设备。

进一步，如上所述的一种OBU的微波性能测试装置，该测试装置还包括第二频谱仪，第二频谱仪与待测试OBU连接，信号控制单元与第二频谱仪连接。

进一步，如上所述的一种OBU的微波性能测试装置，所述第二频谱仪与第二辐射天线连接，第二辐射天线与待测试OBU通过微波辐射连接，或者，所述第二频谱仪通过第二合路器与第一辐射天线连接。

进一步，如上所述的一种OBU的微波性能测试装置，所述第二频谱仪与第二辐射天线连接，第二辐射天线与待测试OBU微波辐射连接，或者，所述第二频谱仪通过第二合路器与第一辐射天线连接。

本发明实施例中还提供了一种OBU的微波性能测试方法，该方法包括对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试、对待测试OBU的调制系数的测试、以及对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试；

所述对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试包括以下步骤：

(1)将信号控制单元与待测试OBU连接，将每个第一合路器通过第一辐射天线与两个待测试OBU对应连接；

(2)信号控制单元控制与同一个第一合路器连接的两个待测试OBU发射不同频率的载波信号；

(3)每个第一合路器接收与其对应的两个待测试OBU的载波信号，并将接收到的两个载波信号发送到第一频谱仪；

(4)第一频谱仪在同一时刻完成一个第一合路器所发送的载波信号的发射频率和发射功率的测试；

所述对待测试OBU的调制系数的测试包括以下步骤：

1)将信号控制单元与待测试OBU连接，将第一合路器通过第一辐射天线(6)与待测试OBU连接；

2)信号控制单元控制待测试OBU发射调制信号，同一时刻只有一个待测试OBU发射调制信号；

3)第一合路器接收待测试OBU的调制信号，并将接收到的调制信号发送到第一频谱仪；

4)第一频谱仪接收第一合路器发送的调制信号，并逐个完成调制信号的调制系数的测试；

所述对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试包括以下步骤：

①将信号控制单元与待测试OBU连接，将功分器通过第一辐射天线与待测试OBU连接；

②信号控制单元控制信号源发射OBU唤醒信号；

③功分器接收信号源发射的OBU唤醒信号，并将所述OBU唤醒信号通过第一辐射天辐射给待测试OBU，完成待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。

本发明实施例中还提供了另一种OBU的微波性能测试方法，该方法包括对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试、对待测试OBU的调制系数的测试、以及对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试；

所述对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试包括以下步骤：

(1)将信号控制单元与待测试OBU连接，将每个第一合路器通过第一辐射天线与两个待测试OBU连接；

(2)信号控制单元控制与同一个第一合路器连接的两个待测试OBU发射不同频率的载波信号；

(3)每个第一合路器接收与其对应的两个待测试OBU的载波信号，并将接收到的两个载波信号发送到第一频谱仪；

(4)第一频谱仪在同一时刻完成一个第一合路器所发送的载波信号的发射频率和发射功率的测试；

所述对待测试OBU的调制系数的测试包括以下步骤：

1)将信号控制单元与待测试OBU连接，将第二频谱仪与待测试OBU连接；

2)信号控制单元控制待测试OBU发射调制信号，同一时刻只有一个待测试OBU发射调制信号；

3)第二频谱仪接收待测试OBU的调制信号，并逐个完成调制信号的调制系数的测试；

所述对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试包括以下步骤：

①将信号控制单元与待测试OBU连接，将功分器通过第一辐射天线与待测试OBU连接；

②信号控制单元控制信号源发射OBU唤醒信号；

③功分器接收信号源发射的OBU唤醒信号，并将所述OBU唤醒信号通过第一辐射天线辐射给待测试OBU，完成待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。

进一步，如上所述的一种OBU的微波性能测试方法，步骤1)中，所述第二频谱仪通过第二辐射天线与待测试OBU连接，或者所述第二频谱仪通过第二合路器与第一辐射天线连接。

本发明的有益效果在于：本发明所提供的OBU的微波性能测试装置和方法，在进行OBU的微波性能测试时，能够对多个OBU同时进行测试，能够大大提升OBU的微波测试效率，降低测试设备的成本。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中提供的一种OBU的微波性能测试装置的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式中提供了另一种OBU的微波性能测试装置的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式中待测试OBU的发射频率和发射功率测试的流程图；

图4为本发明具体实施方式中待测试OBU的调制系数测试的流程图；

图5为本发明具体实施方式中待测试OBU的唤醒灵敏度及接收灵敏度测试的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1示出了本发明具体实施方式中一种OBU的微波性能测试装置的结构示意图，有图中可以看出，该测试装置包括信号源1、第一频谱仪2、以及分别与信号源1和第一频谱仪2连接的信号控制单元3，信号控制单元3上设有与待测试OBU9连接的端口，其中，该装置还包括了功分器4和第一合路器5，功分器4的输入端与信号源1的信号输出端连接，第一合路器5的输出端与第一频谱仪2的信号输入端连接，功分器4的输出端和第一合路器5的输入端分别与第一辐射天线6连接，第一辐射天线6通过微波辐射与待测试OBU连接。

采用本实施方式中所提供的上述OBU的微波性能测试装置能够实现对OBU的发射频率和发射功率、调制系数、以及唤醒灵敏度和接收灵敏度等测试项的测试。

在进行唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试时，信号源1发射的微波信号(OBU唤醒信号)通过功分器4后可以同时送达多个被测试的OBU 9，因此，可以同时完成多个被测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。

在进行发射功率和发射频率的测试时，本实施方式中，根据不同测试需求，所述第一合路器5的个数可以为n个，其中，n≥1。由于OBU只能发送两个信道(频率不同)的信号，因此与一台第一合路器5连接的第一辐射天线只能微波辐射两个待测试OBU，即一台第一合路器5只能连接两个待测试OBU，接收两个待测试OBU发送的载波信号。在需要测试OBU的发射频率和发射功率时，如果需要测试多台，只需要保持同一时刻有两个OBU处于测试模式即可。

在进行调试系数测试时，由于该测试需要第一频谱仪2在时域上进行测试，一台频谱仪一次只能测试一个OBU的调制系数。

对于图1中所示出的测试装置，该装置中示出的待测试的OBU 9为4个，为了实现对4个OBU的同时测试，该示例中包括两个第一合路器5，一个合路器对应辐射两个待测试OBU，在测试发射频率和发射功率时，信号控制单元3控制同一个第一合路器5所对应的两个待测试OBU所发射的载波信号的频率不同。需要说明的是，图1中所示的装置只是本发明所提供的测试装置的一个实施例，在实际使用中，测试装置的测试能力取决于装置的输出或接收能力以及附加配件的性能指标等。

本实施方式中，所述信号控制单元3包括用于对信号进行控制的信号控制器、用于显示测试结果的显示器、以及其它需要的外设单元(如键盘等)。信号控制单元3可以直接采用PC来实现，当然也可以直接采用带有显示屏的信号控制器来实现。信号控制单元3与待测试OBU之间可以通过串口或其他方式连接，具体的方式取决于待测试OBU的测试端口的类型。

此外，为了保证被测试OBU设备测试数据的一致性及准确性，需要对功分器4和第一合路器5的每一路进行插损校准，因此，本实施方式中所提供的测试装置还包括用于对功分器4和第一合路器5进行插损校准的插损校准设备。

由于OBU的调制系数的测试需要分时进行测试，因此，在进行发射频率和发射功率测试的同时，是不能同时进行调制系数的测试的。为了进一步提升测试效率，本实施方式中，该测试装置还包括第二频谱仪7，第二频谱仪7与待测试OBU连接，信号控制单元3与第二频谱仪7连接。第二频谱仪7与待测试OBU连接时，可以是通过第二辐射天线8与与待测试OBU连接，即第二频谱仪7与第二辐射天线8连接，第二辐射天线8与待测试OBU微波辐射连接(如图2所示)，或者，所述第二频谱仪7通过第二合路器与第一辐射天线6连接。

通过增加第二频谱仪7，可以在其它测试项进行的同时通过第二频谱仪7进行调制系数的测试。由于调制系数是在时域进行的，第二频谱仪7在同一时刻也只能进行一个OBU设备的调制系数的测试，因此，在实际测试OBU的调制系数中，信号控制单元3需要控制同一时刻只有一个待测试OBU的调制信号发送到第二频谱仪7。

基于图1中所示的OBU的微波性能测试装置，本实施方式中还提供了一种OBU的微波性能测试方法，该方法包括对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试、对待测试OBU的调制系数的测试、以及对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。

在测试之前，首先采用插损校验设备完成功分器4和第一合路器的每一路的插损校准，以保持测试数据的准确性。

图3中示出了对待测试OBU的发射频率和发射功率进行测试的流程图，该测试可以包括以下步骤：

步骤S11：将信号控制单元3与待测试OBU连接，将每个第一合路器5通过第一辐射天线6与两个待测试OBU对应连接；

步骤S12：信号控制单元3控制与同一个第一合路器5连接的两个待测试OBU发射不同频率的载波信号；

步骤S13：每个第一合路器5接收与其对应的两个待测试OBU的载波信号，并将接收到的两个载波信号发送到第一频谱仪2；

步骤S14：第一频谱仪2接收第一合路器5发送的载波信号，第一频谱仪2在同一时刻完成一个第一合路器5所发送的载波信号的发射频率和发射功率的测试。

图4中示出了对待测试OBU的调制系数进行测试的流程图，该测试可以包括以下步骤：

步骤S21：将信号控制单元3与待测试OBU连接，将第一合路器5通过第一辐射天线6与待测试OBU连接；

步骤S22：信号控制单元3控制待测试OBU发射调制信号，同一时刻只有一个待测试OBU发射调制信号；

步骤S23：第一合路器5接收待测试OBU的调制信号，并将接收到的调制信号发送到第一频谱仪2；

步骤S24：第一频谱仪2接收第一合路器5发送的调制信号，并逐个完成调制信号的调制系数的测试。

图5中示出了对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度进行测试的流程图，该测试可以包括以下步骤：

步骤S31：将信号控制单元3与待测试OBU连接，将功分器4通过第一辐射天线6与待测试OBU连接；

步骤S32：信号控制单元3控制信号源1发射OBU唤醒信号；

步骤S33：功分器4接收信号源1发射的OBU唤醒信号，并将所述OBU唤醒信号通过第一辐射天线6辐射给待测试OBU，完成待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。

信号源1发射的OBU唤醒信号，经功分器4后分别辐射给多个待测试OBU，可以同时完成多个待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试，大大提高了测试效率。

采用本实施方式中图1所示的装置进行4个OBU的微波性能测试时，一个OBU的平均测试时间约为9秒(发射频率3/2S+发射功率3/2S+调制系数3S+唤醒6/4S+接收3/4S)，与现有的测试装置相比，效率提升了一倍，采用该装置，在达到相同的日产能需求时，测试装置可以减少一半，大幅度降低了成本。

本实施方式中还提供了一种基于图2中所示的OBU的微波性能测试装置的一种OBU的微波性能测试方法，该方法同样包括对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试、对待测试OBU的调制系数的测试、以及对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。

由于图2中所示的测试装置是在图1中所示的装置的基础上，增加第二频谱仪7，因此，采用该装置进行测试时，可以同时进行发射频率和发射功率、调制系数、以及唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。采用图2中的装置对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试、以及对唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试与采用图1中的装置进行测试的方式是相同的，区别仅在于采用第二频谱仪7进行调制系数的测试。具体的，对待测试OBU的调制系数的测试包括以下步骤：

(1)将信号控制单元3与待测试OBU连接，将第二频谱仪7与待测试OBU连接；

(2)信号控制单元3控制待测试OBU发射调制信号，同一时刻只有一个待测试OBU发射调制信号；

(3)第二频谱仪7接收待测试OBU的调制信号，并逐个完成调制信号的调制系数的测试。

在步骤(1)中，第二频谱仪7通过第二辐射天线8与待测试OBU连接，或者，第二频谱仪7通过第二合路器与第一辐射天线6连接。第一种连接方式中，第二辐射天线8可以与多个待测试OBU通过微波辐射连接，接收待测试OBU发送的调制信号，并发送给第二频谱仪7；第二中连接方式中，第一辐射天线6接收待测试OBU发送的调制信号，并通过第二合路器发送给第二频谱仪。

采用增加了第二频谱仪7的测试装置，虽然会由于第二频谱仪7的增加导致成本的提升，但是采用该装置完成一个OBU的平均测试时间测试仅约为6秒，进一步提高了测试效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种OBU的微波性能测试装置，包括信号源(1)、第一频谱仪(2)、以及分别与信号源(1)和第一频谱仪(2)连接的信号控制单元(3)，信号控制单元(3)上设有与待测试OBU连接的端口，其特征在于：

还包括功分器(4)和第一合路器(5)，功分器(4)的输入端与信号源(1)的信号输出端连接，第一合路器(5)的输出端与第一频谱仪(2)的信号输入端连接，功分器(4)的输出端和第一合路器(5)的输入端分别与第一辐射天线(6)相连接,第一辐射天线(6)与待测试OBU通过微波辐射连接；

所述信号控制单元(3)包括信号控制器和用于显示测试结果的显示器；还包括用于对功分器(4)和第一合路器(5)进行插损校准的插损校准设备；

该测试装置还包括第二频谱仪(7)，第二频谱仪(7)与待测试OBU连接，信号控制单元(3)与第二频谱仪(7)连接；所述第二频谱仪(7)与第二辐射天线(8)连接，第二辐射天线(8)与待测试OBU通过微波辐射连接，或者，所述第二频谱仪(7)通过第二合路器与第一辐射天线(6)连接；

所述第一合路器(5)的个数为n个，与一个第一合路器(5)连接的第一辐射天线(6)与两个待测试OBU连接；其中，n≥1。

2.根据权利要求1所述的一种OBU的微波性能测试装置，其特征在于：所述信号控制单元(3)上的与待测试OBU连接的端口为串口。

3.基于权利要求1所述的OBU的微波性能测试装置的一种OBU的微波性能测试方法，该方法包括对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试、对待测试OBU的调制系数的测试、以及对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试；

所述对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试包括以下步骤：

(1)将信号控制单元(3)与待测试OBU连接，将每个第一合路器(5)通过第一辐射天线(6)与两个待测试OBU对应连接；

(2)信号控制单元(3)控制与同一个第一合路器(5)连接的两个待测试OBU发射不同频率的载波信号；

(3)每个第一合路器(5)接收与其对应的两个待测试OBU的载波信号，并将接收到的两个载波信号发送到第一频谱仪(2)；

(4)第一频谱仪(2)在同一时刻完成一个第一合路器(5)所发送的载波信号的发射频率和发射功率的测试；

所述对待测试OBU的调制系数的测试包括以下步骤：

1)将信号控制单元(3)与待测试OBU连接，将第一合路器(5)通过第一辐射天线(6)与待测试OBU连接；

2)信号控制单元(3)控制待测试OBU发射调制信号，同一时刻只有一个待测试OBU发射调制信号；

3)第一合路器(5)接收待测试OBU的调制信号，并将接收到的调制信号发送到第一频谱仪(2)；

4)第一频谱仪(2)接收第一合路器(5)发送的调制信号，并逐个完成调制信号的调制系数的测试；

所述对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试包括以下步骤：

①将信号控制单元(3)与待测试OBU连接，将功分器(4)通过第一辐射天线(6)与待测试OBU连接；

②信号控制单元(3)控制信号源(1)发射OBU唤醒信号；

③功分器(4)接收信号源(1)发射的OBU唤醒信号，并将所述OBU唤醒信号通过第一辐射天线(6)辐射给待测试OBU，完成待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。

4.基于权利要求3所述的OBU的微波性能测试装置的一种OBU的微波性能测试方法，该方法包括对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试、对待测试OBU的调制系数的测试、以及对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试；

所述对待测试OBU的发射频率和发射功率的测试包括以下步骤：

(1)将信号控制单元(3)与待测试OBU连接，将每个第一合路器(5)通过第一辐射天线(6)与两个待测试OBU连接；

(2)信号控制单元(3)控制与同一个第一合路器(5)连接的两个待测试OBU发射不同频率的载波信号；

(3)每个第一合路器(5)接收与其对应的两个待测试OBU的载波信号，并将接收到的两个载波信号发送到第一频谱仪(2)；

(4)第一频谱仪(2)在同一时刻完成一个第一合路器(5)所发送的载波信号的发射频率和发射功率的测试；

所述对待测试OBU的调制系数的测试包括以下步骤：

1)将信号控制单元(3)与待测试OBU连接，将第二频谱仪(7)与待测试OBU连接；

2)信号控制单元(3)控制待测试OBU发射调制信号，同一时刻只有一个待测试OBU发射调制信号；

3)第二频谱仪(7)接收待测试OBU的调制信号，并逐个完成调制信号的调制系数的测试；

所述对待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试包括以下步骤：

①将信号控制单元(3)与待测试OBU连接，将功分器(4)通过第一辐射天线(6)与待测试OBU连接；

②信号控制单元(3)控制信号源(1)发射OBU唤醒信号；

③功分器(4)接收信号源(1)发射的OBU唤醒信号，并将所述OBU唤醒信号通过第一辐射天线(6)辐射给待测试OBU，完成待测试OBU的唤醒灵敏度和接收灵敏度的测试。